الدرس: 5-2-2 علاقة سرعة التفاعل مع عدد المولات

ما هي العلاقة بين عدد مولات المادة وسرعة التفاعل، وضح ذلك مع ذكر الأمثلة؟

تختلف سرعة التفاعل (بدلالة التغير في تركيز المادة) باختلاف عدد مولات المادة في معادلة التفاعل الموزونة فمثلاً للتفاعل الآتي: ${\mathrm{H}}_2+{\mathrm{I}}_2\to 2\mathrm{HI}$ عند استهلاك مول واحد من H₂ يستهلك أيضاً مول واحد من I₂ في نفس الوقت الذي يتكون 2 مول من HI، هذا يعني أن سرعة استهلاك H₂ و I₂ تعادل نصف سرعة تكون HI:

${\text{ Rate }}_{{\mathrm{H}}_2}={\text{ Rate }}_{I_2}=\frac{1}{2}{\text{ Rate }}_{\mathrm{HI}}$

أو يمكن القول أن سرعة تكون HI تعادل ضعف سرعة استهلاك H₂ و I₂

وبشكل عام فإن:

$\frac{\mathit{سرعة} \mathit{التفاعل} \mathit{بدلالة} \mathit{أي} \mathit{مادة} \mathrm{متفاعلة}}{\mathit{عدد} \mathrm{مولاتها} \mathrm{حسب} \mathrm{معادلة} \mathrm{التفاعل}}=\frac{\mathrm{سرعة} \mathrm{التفاعل} \mathrm{بدلالة} \mathrm{أي} \mathrm{مادة} \mathrm{ناتجة}}{\mathrm{عدد} \mathrm{مولاتها} \mathrm{حسب} \mathrm{معادلة} \mathrm{التفاعل}}$

أو

$\frac{\mathrm{سرعة} \mathrm{التفاعل} \mathrm{بدلالة} \mathrm{أي} \mathrm{مادة} \mathrm{مجهولة}}{\mathit{عدد} \mathrm{مولاتها} \mathrm{حسب} \mathrm{معادلة} \mathrm{التفاعل}}=\frac{\mathrm{سرعة} \mathrm{التفاعل} \mathrm{بدلالة} \mathrm{أي} \mathrm{مادة} \mathrm{معلومة}}{\mathrm{عدد} \mathrm{مولاتها} \mathrm{حسب} \mathrm{معادلة} \mathrm{التفاعل}}$

إن سرعة تكوين NH₃ في التفاعل الآتي: N₂ + H₂ $\to$ 2NH₃ تساوي 0.15mol / L.s جد السرعة بدلالة استهلاك N₂؟

$\frac{{\text{ Rate }}_{N_3}}{2}=\frac{{\text{ Rate }}_{N_2}}{1}\Rightarrow \frac{0.15}{2}=\frac{{\text{ Rate }}_{N_2}}{1}\Rightarrow {\text{ Rate }}_{N_2}=0.075\mathrm{mol}/\mathrm{L}.\mathrm{s}$

كيف يمكن إيجاد السرعة العامة للتفاعل بدلالة مول واحد من أي مادة داخلة أو خارجة من التفاعل؟

يمكن ذلك باستخدام القانون العام الآتي:

${\text{ Rate }}_{\mathrm{J}}=\frac{\mathrm{\Delta }\left[J\right]}{n_J\mathrm{\Delta }t}$

حيث أن: J مادة متفاعلة أو ناتجة وn عدد مولاتها في معادلة التفاعل الموزونة التي تكون سالبة للمتفاعلات وموجبة للنواتج.

هل تبقى سرعة التفاعل ثابتة في جميع مراحل التفاعل، أم تزداد أم تقل؟

سرعة التفاعل غير ثابتة وتقل مع الزمن بدلالة تراكيز المواد المتفاعلة، بينما تزداد مع الزمن بدلالة تراكيز المواد الناتجة.

أي من التعابير الآتية لا تمثل التعبير المناسب للسرعة العامة للتفاعل الآتي:

2A + 3B $\to$ F + 2G

a. $\frac{-\mathrm{\Delta }\left[A\right]}{\mathrm{\Delta }t}$

b. $\frac{-\mathrm{\Delta }\left[B\right]}{3\mathrm{\Delta }t}$

c. $\frac{-\mathrm{\Delta }\left[F\right]}{\mathrm{\Delta }t}$

d. $\frac{-\mathrm{\Delta }\left[\mathit{G}\right]}{2\mathrm{\Delta }t}$

f. $\frac{-\mathrm{\Delta }\left[A\right]}{2\mathrm{\Delta }t}$

a. خطأ لم يقسم على 2 والتي تمثل مولات A.

b. صحيح.

c. خطأ الإشارة السالبة المفروض موجبة لأنها مادة ناتجة.

d. خطأ الإشارة السالبة المفروض موجبة لأنها مادة ناتجة.

f. صحیح.

للتفاعل الآتي:

4NO_(g) +3O_2(g)$\to$ 2N₂O_5(g)

عبر عن سرعة التفاعل بدلالة التغير في تركيز كل مادة مع الزمن؟

$\begin{array}{r}\mathit{R}\mathit{a}\mathit{t}{\mathit{e}}_{\mathrm{NO}}=-\frac{\mathrm{\Delta }\left[\mathrm{NO}\right]}{\mathrm{\Delta }t}\\ \mathit{R}\mathit{a}\mathit{t}{\mathit{e}}_{{\mathbf{O}}_2}=-\frac{\mathrm{\Delta }\left[{\mathbf{0}}_2\right]}{\mathrm{\Delta }t}\\ {\text{ Rate }}_{N_2{\mathrm{o}}_5}=+\frac{\mathrm{\Delta }\left[{\mathrm{N}}_2{\mathrm{o}}_5\right]}{\mathrm{\Delta }t}\end{array}$

عبر عن سرعة التفاعل العامة بدلالة مول واحد من كل مادة؟

$\begin{array}{r}{\text{ Rate }}_{\mathrm{NO}}=-\frac{\mathrm{\Delta }\left[NO\right]}{4\mathrm{\Delta }t}\\ {\text{ Rate }}_{{\mathrm{O}}_2}=-\frac{\mathrm{\Delta }\left[{\mathrm{O}}_2\right]}{3\mathrm{\Delta }t}\\ {\text{ Rate }}_{N_2{\mathrm{o}}_5}=+\frac{\mathrm{\Delta }\left[N_2{o}_5\right]}{2\mathrm{\Delta }t}\end{array}$

احسب سرعة استهلاك O₂ إذا كانت سرعة استهلاك NO تساوي 1.6x10^-4mol / L؟

$\frac{{\text{ Rate }}_{{\mathrm{o}}_2}}{3}=\frac{{\text{ Rate }}_{\mathrm{No}}}{4}\Rightarrow \frac{{\text{ Rate }}_{0_2}}{3}=\frac{1.6\times {10}^4}{4}\Rightarrow {\text{ Rate }}_{{\mathrm{O}}_2}=1.2\times {10}^3\mathrm{mol}/\mathrm{L}.\mathrm{s}\text{ (ъ) }$